JPH08273870A - 電源装置、放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】負荷を最大出力状態にする場合において昇圧チ
ョッパ回路の効率を向上を図る。 【構成】商用交流電源１１からの交流電源電圧は、整流
回路１２によって整流されて、昇圧チョッパ回路１３に
与えられる。昇圧チョッパ回路１３は、入力された直流
電圧の昇圧を行いインバータ１４に供給する。昇圧チョ
ッパ回路１３は全光点灯時の昇圧率Ａが１．３５≦Ａ≦
１．４５に設定され、最も光度が弱い状態で放電灯を点
灯させる調光点灯時の昇圧率Ｂが１．１５≦Ｂ≦１．２
０に設定されている。これにより、負荷を最大出力状態
にする場合において昇圧チョッパ回路の効率を向上を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直流電源からの電圧の昇
圧を行い負荷に電源を供給する電源装置、放電灯点灯装
置及び照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯を点灯する放電灯点灯装置
には、調光を行う際に昇圧チョッパ回路の昇圧電圧を変
化させるものがある。

【０００３】図９はこのような従来の放電灯点灯装置の
昇圧チョッパ回路を示す回路図である。

【０００４】図９において、商用交流電源８１からの交
流電源電圧は、整流回路８２によって整流されて、昇圧
チョッパ回路８３に与えられる。昇圧チョッパ回路８３
は、不連続モードの昇圧チョッパであり、入力された直
流電圧の昇圧を行い正極側の出力端子と負極側の出力端
子による出力端子対から直流出力電圧として出力する。
正極側の出力端子と負極側の出力端子との間にはインバ
ータが接続さており、昇圧チョッパ回路８３の出力は、
インバータ８４に供給される。

【０００５】インバータ８４は、直流出力電圧をこの直
流出力電圧が増大した場合に周波数が減少する高周波電
圧に変換して出力端子対から出力する。インバータ８４
の主力端子対の間にはインダクタンスＬ８０と放電灯８
５の直列接続が接続されている。放電灯８５には始動用
のコンデンサＣ８０が接続されている。

【０００６】以下、昇圧チョッパ回路８３についてさら
に詳細に説明する。

【０００７】昇圧チョッパ回路８３の正極側の入力端子
は、インダクタンスＬ８１及びダイオードＤ８１のアノ
ード・カソード路を介して昇圧チョッパ回路８３の正極
側の出力端子に接続されるとともに、コンデンサＣ８１
を介して昇圧チョッパ回路８３の負極側の入力端子に接
続される。

【０００８】また、ダイオードＤ８１のカソードはコン
デンサＣ８２を介して昇圧チョッパ回路８３の負極側の
出力端子に接続される。

【０００９】インダクタンスＬ８１とダイオードＤ８１
の接続点は、スイッチング素子であるところの電界効果
トランジスタ（以下ＦＥＴと呼ぶ）８６のドレイン・ソ
ース路を介して昇圧チョッパ回路８３の負極側の入力端
子に接続される。

【００１０】制御回路８０は、ＦＥＴ８６のゲートに周
波数を制御したスイッチング制御信号ａ８１を供給して
いる。

【００１１】このような従来の昇圧チョッパ回路の動作
を説明する。

【００１２】ＦＥＴ８６のゲートに制御回路８０から周
波数を制御したスイッチング制御信号ａ８１が供給され
ると、ＦＥＴ８６が周期的にオン・オフされ、定常動作
に移行し、ＦＥＴ８９がオンの場合に蓄えられたインダ
クタンスＬ８１のエネルギーをＦＥＴ８６がオフの際に
放出して、ダイオードＤ８１を介してコンデンサＣ８２
に蓄積するとともに、正極側の出力端子からインバータ
８４に供給する。このため、制御回路８０が出力するス
イッチング制御信号ａ８１の周波数を調整することによ
り、昇圧チョッパ回路８３の出力を調整することができ
る。

【００１３】図１０は図９の放電灯点灯装置のインバー
タ８４を示す回路図である。

【００１４】図１０において、可変直流電源９１は、図
８の商用交流電源８１、整流回路８２及び昇圧チョッパ
回路８３を示しており、直流出力電圧が調整可能になっ
ている。

【００１５】直流電源９１の正極側の出力端子は、イン
バータ８４の正極側の入力端子に接続され、直流電源９
１の負極側の出力端子は、インバータ８４の負極側の入
力端子に接続される。

【００１６】以下、インバータ８４について説明する。
インバータ８４の正極側の入力端子は、ＦＥＴ９２，９
３のドレイン・ソース路の直列接続を介してインバータ
８４の負極側の入力端子に接続される。また、インバー
タ８４の正極側の入力端子は、電源監視回路９４及び調
光回路９５の入力端子に接続されている。

【００１７】電源監視回路９４は、インバータ８４の正
極側の入力端子の電圧値を監視することにより、直流電
源９１がオン状態かオフ状態かの検出を行い、この検出
結果の検出信号ａ９１を駆動制御回路９６に供給する。

【００１８】調光回路９５は、インバータ８４の正極側
の入力端子の電圧値を検出し、この検出結果に基づいて
放電灯８５の調光のレベルを示す調光信号ｂ９１を作成
して駆動制御回路９６に供給する。

【００１９】駆動制御回路９６は、検出信号ａ９１がオ
ン状態を示す場合、ＦＥＴ９２，９３を交互にオン・オ
フするスイッチング制御信号ｃ９１，ｃ９２を調光信号
ｂ９１に基づいて周波数を制御した状態でそれぞれＦＥ
Ｔ９２，９３のゲートに供給し、検出信号ａ９１がオフ
状態を示す場合、ＦＥＴ９２，９３のゲートに供給する
スイッチング制御信号ｃ９１，ｃ９２を無信号状態にす
る。

【００２０】ＦＥＴ９２，９３の接続点は直流阻止用の
コンデンサＣ９１を介してインバータ８４の一方の出力
端子に接続される。インバータ８４の負極側の入力端子
は、インバータ８４の他方の出力端子に接続される。

【００２１】このような従来のインバータの動作を説明
する。

【００２２】直流電源９１がオン状態の場合、検出信号
ａ９１がオン状態を示し、駆動制御回路９６は、ＦＥＴ
９２，９３を交互にオン・オフするスイッチング制御信
号ｃ９１，ｃ９２を調光信号ｂ９１に基づいて周波数を
制御した状態でそれぞれＦＥＴ９２，９３のゲートに供
給し、ＦＥＴ９２，９３を発振させて高周波電圧をいイ
ンダクタンスＬ８０を介して放電灯８５に供給する。こ
のような状態で、直流電源９１の電源電圧を増大させた
場合には、駆動制御回路９６は、スイッチング制御信号
ｃ９１，ｃ９２の周波数を低くし、インダクタンスＬ８
０のリアクタンス値を減少させる。これにより、放電灯
８５の管電流が増大し、放電灯８５の光度が増大する。
一方、直流電源９１の電源電圧を減少させた場合には、
駆動制御回路９６は、スイッチング制御信号ｃ９１，ｃ
９２の周波数を高くし、インダクタンスＬ８０のリアク
タンス値を増大させる。これにより、放電灯８５の管電
流が減少し、放電灯８５の光度が減少する。このため、
放電灯８５を全光点灯させる場合、直流電源９１を構成
する昇圧チョッパ回路８３の昇圧電圧を予め設定された
最大値とし、放電灯を調光点灯させる場合、昇圧チョッ
パ回路８３の昇圧電圧を最大値より低下させるようにし
ている。

【００２３】直流電源９１がオフ状態の場合、検出信号
ａ９１がオフ状態を示し、駆動制御回路９６は、ＦＥＴ
９２，９３のゲートに供給するスイッチング制御信号ｃ
９１，ｃ９２を無信号状態にする。このような状態で
は、放電灯８５に電流は流れず、放電灯８５は点灯しな
い。

【００２４】図９及び図１０に示した放電灯点灯装置で
は、昇圧チョッパ回路８３の昇圧電圧を調整する（可変
直流電源９１の出力直流電圧を調整する）ことにより、
インバータ８４の発振周波数を調整して放電灯８５の調
光を行えるが、放電灯８５を全光点灯させる場合におい
て、昇圧チョッパ回路８３の効率について考慮されてお
らず、全光点灯における電力消費量が大きかった。ま
た、可変直流電源９１（昇圧チョッパ回路８３）からの
直流出力電圧は高いので、可変直流電源９１のオン・オ
フを監視する電源監視回路９４と、放電灯８５の調光を
行うために昇圧チョッパ回路８３の電圧を検出する調光
回路９５を個別に設けなければならず製造コストの低減
を困難にしていた。さらに、昇圧チョッパ回路８３が故
障し、整流回路８２からの電圧が昇圧されることなくイ
ンバータ８４に供給されるようになった場合、インバー
タ８４は、そのまま、発振周波数を上げるので、放電灯
８５が立ち消えするという問題もあった。また、調光点
灯時には、インバータ８４の発振周波数が高くなるの
で、余熱用のコンデンサＣ８０を経由する放電灯８５の
フィラメント電流が増大し、放電灯８５のフィラメント
の寿命を低下させるという欠点もあった。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の放電灯
点灯装置では、昇圧チョッパ回路の昇圧電圧を調整する
ことにより、インバータの発振周波数を調整して放電灯
の調光を行えるが、放電灯を全光点灯させる場合におい
て、昇圧チョッパ回路の効率について考慮されておら
ず、全光点灯における電力消費量が大きかった。また、
昇圧チョッパ回路から構成される可変直流電源からの直
流出力電圧は高いので、可変直流電源のオン・オフを監
視する電源監視回路と、放電灯の調光を行うために昇圧
チョッパ回路の電圧を検出する調光回路を個別に設けな
ければならず製造コストの低減を困難にしていた。さら
に、昇圧チョッパ回路が故障し、整流回路からの電圧が
昇圧されることなくインバータに供給されるようになっ
た場合、インバータは、そのまま、発振周波数を上げる
ので、放電灯が立ち消えするという問題もあった。ま
た、調光点灯時には、インバータの発振周波数が高くな
るので、余熱用のコンデンサを経由する放電灯のフィラ
メント電流が増大し、放電灯のフィラメントの寿命を低
下させるという欠点もあった。

【００２６】そこで本発明は、負荷を最大出力状態にす
る場合において昇圧チョッパ回路の効率を向上を図るこ
とができる電源装置、放電灯点灯装置及び照明装置を提
供することを目的とするとともに、可変直流電源のオン
・オフを監視する回路と、負荷を調光するために可変直
流電源からの直流出力電圧を検出する回路とを一体化す
ることができる電源装置、放電灯点灯装置及び照明装置
を提供することを目的とするとともに、昇圧チョパ回路
が故障し、整流回路からの電圧が昇圧されることなくイ
ンバータに供給されるようになった場合に負荷が立ち消
えするのを防止することができる電源装置、放電灯点灯
装置及び照明装置を提供することを目的とするととも
に、調光点灯時における放電灯のフィラメント電流の増
大を防止することができる放電灯点灯装置及び照明装置
を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
よる電源装置は、交流電源を整流する整流回路と、この
整流回路からの直流出力電圧を昇圧率が調整可能な状態
で昇圧する昇圧チョッパ回路と、この昇圧チョッパ回路
からの直流出力電圧をこの直流出力電圧が増大した場合
に周波数が減少する高周波電圧に変換して負荷に供給す
るインバータと、このインバータから前記負荷に電流を
供給する経路に設けられたインダクタとを具備した電源
装置において、前記負荷を最大出力状態にする場合の前
記昇圧チョッパ回路の昇圧率Ａを、１．３５≦Ａ≦１．
４５の範囲に設定し、該負荷を出力調整状態にする場合
の該昇圧チョッパ回路の昇圧率Ｂを、１．１５≦Ｂ≦
１．２０の範囲に設定したことを特徴とする。

【００２８】請求項２記載の本発明による電源装置は、
直流出力電圧を電圧値が調整可能な状態で出力する可変
直流電源と、この可変直流電源からの直流出力電圧をス
イッチング素子のオン・オフにより高周波電圧に変換し
て負荷に供給するインバータと、前記可変直流電源から
の直流出力電圧を分圧する分圧抵抗と、この分圧抵抗が
分圧した分圧電圧を検出することにより、前記可変直流
電源がオン状態かオフ状態かの判定を行い、この判定結
果のオン・オフ判定信号を作成するとともに、該分圧電
圧を検出結果に基づいて負荷の調光のレベルを示す調光
信号を作成する電源監視兼調光回路と、この電源監視兼
調光回路からのオン・オフ判定信号がオン状態を示す場
合、前記スイッチング素子をオン・オフする制御信号を
該電源監視兼調光回路からの調光信号に基づいて周波数
を制御した状態で前記スイッチング素子に供給し、該電
源監視兼調光回路からのオン・オフ判定信号がオフ状態
を示す場合、該スイッチング素子をオン・オフする制御
信号を無信号状態にする駆動制御回路とを具備したこと
を特徴とする。

【００２９】請求項３記載の本発明による電源装置は、
交流電源を整流する整流回路と、この整流回路からの直
流出力電圧を昇圧率が調整可能な状態で昇圧する昇圧チ
ョッパ回路と、この昇圧チョッパ回路からの直流出力電
圧をこの直流出力電圧が増大した場合に周波数が減少す
る高周波電圧に変換して負荷に供給するインバータと、
このインバータから前記負荷に電流を供給する経路に設
けられたインダクタと、前記チョッパ回路からの直流出
力電圧が所定の値以上となった場合に、該昇圧チョッパ
回路からの直流出力電圧に比例した電圧を非反転状態で
出力端子に導き、該昇圧チョッパ回路からの直流出力電
圧が所定の値より低くなった場合に、昇圧チョッパ回路
からの直流出力電圧に比例した電圧を、該昇圧チョッパ
回路からの直流出力電圧が所定の値となった場合の電圧
値を軸として反転させて出力端子に導く電圧変換回路
と、この電圧変換回路の出力端子からの電圧が増大した
場合に周波数を低下させ、電圧変換回路の出力端子から
の電圧が低下した場合に周波数を増大させた状態で前記
スイッチング素子をオン・オフする制御信号を前記スイ
ッチング素子に供給する駆動制御回路とを具備したこと
を特徴とする。

【００３０】請求項５記載の本発明による電源装置は、
直流出力電圧を電圧値が調整可能な状態で出力する可変
直流電源と、この可変直流電源からの直流出力電圧をこ
の直流出力電圧が増大した場合に周波数が減少する高周
波電圧に変換するインバータと、このインバータからの
高周波電圧が供給される放電灯と、前記インバータから
前記放電灯に電流を供給する経路に設けられたインダク
タと、前記インバータからの高周波電圧が一次巻線に導
かれ、二次巻線が前記放電灯のフィラメントに並列に接
続されたフィラメント余熱トランスとを具備したことを
特徴とする。

【００３１】

【作用】請求項１記載の構成によれば、負荷を最大出力
状態にする場合の昇圧チョッパ回路の昇圧率Ａを、昇圧
チョッパ回路の効率が高い１．３５≦Ａ≦１．４５の範
囲に設定し、該負荷を出力調整状態にする場合の該昇圧
チョッパ回路の昇圧率Ｂを、１．１５≦Ｂ≦１．２０の
範囲に設定したので、負荷を最大出力状態にする場合に
おいて昇圧チョッパ回路の効率を向上を図ることができ
る。

【００３２】請求項２記載の構成によれば、分圧抵抗が
前記可変直流電源からの直流出力電圧を分圧し、電源監
視兼調光回路が、分圧抵抗が分圧した分圧電圧を検出す
ることにより、前記可変直流電源がオン状態かオフ状態
かの判定を行い、この判定結果のオン・オフ判定信号を
作成するとともに、該分圧電圧を検出結果に基づいて負
荷の調光のレベルを示す調光信号を作成するので、可変
直流電源のオン・オフを監視する回路と、負荷を調光す
るために可変直流電源からの直流出力電圧を検出する回
路とを一体化することができる。

【００３３】請求項３記載の構成によれば、電圧変換回
路が、昇圧チョッパ回路からの直流出力電圧が所定の値
より低くなった場合に、昇圧チョッパ回路からの直流出
力電圧に比例した電圧を、該昇圧チョッパ回路からの直
流出力電圧が所定の値となった場合の電圧値を軸として
反転させて出力端子に導き、駆動制御回路が、電圧変換
回路の出力端子からの電圧が増大した場合に周波数を低
下させ、電圧変換回路の出力端子からの電圧が低下した
場合に周波数を増大させた状態で前記スイッチング素子
をオン・オフする制御信号を前記スイッチング素子に供
給するので、昇圧チョパ回路が故障し、整流回路からの
電圧が昇圧されることなくインバータに供給されるよう
になった場合に負荷が立ち消えするのを防止することが
できる。

【００３４】請求項５記載の構成によれば、インバータ
からの高周波電圧周波数が上がった場合、フィラメント
余熱トランスに流れる電流は低下するので、調光点灯時
における放電灯のフィラメント電流の増大を防止するこ
とができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００３６】図１は本発明に係る電源装置の一実施例を
放電灯点灯装置に適用した場合を示す回路図である。

【００３７】図１において、商用交流電源１１からの交
流電源電圧は、整流回路１２によって整流されて、昇圧
チョッパ回路１３に与えられる。昇圧チョッパ回路１３
は、不連続モードの昇圧チョッパであり、入力された直
流電圧の昇圧を行い正極側の出力端子と負極側の出力端
子による出力端子対から出力する。正極側の出力端子と
負極側の出力端子の間にはインバータが接続さており、
昇圧チョッパ回路１３の直流出力電圧は、インバータ１
４に供給される。

【００３８】インバータ１４は、供給される直流出力電
圧を該直流出力電圧が増大した場合に周波数が減少する
高周波電圧に変換して出力端子対から出力する。インバ
ータ１４の主力端子対の間にはインダクタンスＬ１０と
放電灯１５の直列接続が接続されている。

【００３９】以下、昇圧チョッパ回路１３について詳細
に説明する。昇圧チョッパ回路１３の正極側の入力端子
は、インダクタンスＬ１１及びダイオードＤ１１のアノ
ード・カソード路を介して昇圧チョッパ回路１３の正極
側の出力端子に接続されるとともに、コンデンサＣ１１
を介して昇圧チョッパ回路１３の負極側の入力端子に接
続される。

【００４０】また、ダイオードＤ１１のカソードはコン
デンサＣ１２を介して昇圧チョッパ回路１３の負極側の
出力端子に接続される。

【００４１】インダクタンスＬ１１とダイオードＤ１１
の接続点は、スイッチング素子であるところの電界効果
トランジスタ（以下ＦＥＴと呼ぶ）１６のドレイン・ソ
ース路を介して昇圧チョッパ回路１３の負極側の入力端
子に接続される。

【００４２】制御回路１０は、所定の操作（例えば調光
キーを操作する等）に基づいてＦＥＴ１６のゲートに周
波数を制御したスイッチング制御信号ａ１１を供給して
いる。

【００４３】ここで、インバータ１４の発振周波数と制
御回路１０のスイッチング制御信号ａ１１とは、以下の
条件が成立するように設定されている。

【００４４】まず、インバータ１４が放電灯１５を全光
点灯させる場合（負荷を最大出力状態にする場合）に昇
圧チョッパ回路１３がインバータ１４に供給する電圧を
全光電圧ＶDC１とし、インバータ１４が放電灯１５を調
光点灯させるた場合（負荷を出力調整状態にする場合）
に昇圧チョッパがインバータに供給する電圧を調光電圧
ＶDC２とすると、以下の式が成立している。

【００４５】ＶDC１＞ＶDC２ …（１） 次に、本発明の特徴となる設定について説明する。

【００４６】交流電源の電源電圧をＶINとすると昇圧チ
ョッパ回路１３の出力端子間に発生する電圧ＶDC０は、
以下の式に示すことができる。

【００４７】

【数１】 ここで、全光点灯時の昇圧チョッパ回路１３の昇圧率
Ａ、最も光度が弱い状態で放電灯を点灯させる調光点灯
時の昇圧チョッパ回路１３の昇圧率Ｂとすると、式
（１）から以下の式が設立する。

【００４８】

【数２】 制御回路１０は、昇圧率Ａ、Ｂについて、以下の数値限
定の式が成立するようにスイッチング制御信号ａ１１を
設定している。

【００４９】 １．３５≦Ａ≦１．４５ …（５） １．１５≦Ｂ≦１．２０ …（６） この場合の昇圧率Ａは、昇圧チョッパ回路１３の回路効
率がほぼ最大値となる昇圧率である。昇圧率Ｂは、昇圧
チョッパ回路１３が確実に昇圧を行える最小の昇圧率ま
たはそれに近い昇圧率である。この場合、昇圧率Ａ，Ｂ
に幅を持たせたのは、電源電圧ＶINのばらつき（例えば
商用交流電源が２００Ｖタイプの場合、１８０Ｖ〜２１
０Ｖ程度）を吸収するためである。

【００５０】インバータ１４は、供給される電圧がＶDC
１の場合には、発振周波数を最も低くして放電灯を全光
点灯させ、供給される電圧がＶDC２の場合には、発振周
波数を最も高くして放電灯を調光点灯させるようになっ
ている。

【００５１】このような実施例の動作を説明する。

【００５２】まず、放電灯１５を全光点灯させる場合の
動作を説明する。

【００５３】制御回路１０は、所定の操作（例えば調光
キーを全光になるように操作する等）に基づいてＦＥＴ
１６のゲートに昇圧率Ａとなるように周波数を制御した
スイッチング制御信号ａ１１を供給する。

【００５４】昇圧チョッパ回路１３は、ＦＥＴ１６のゲ
ートに制御回路１０から周波数を制御したスイッチング
制御信号ａ１１が供給されると、ＦＥＴ１６が周期的に
オン・オフされ、定常動作に移行し、ＦＥＴ１６がオン
の場合に蓄えられたインダクタンスＬ１１のエネルギー
をＦＥＴ１６がオフの際に放出して、ダイオードＤ１１
を介してコンデンサＣ１２に蓄積するとともに、出力端
子対からＶDC１の電圧をインバータ１４に供給する。こ
れにより、インバータ１４は、発振周波数を最も低くし
て放電灯を全光点灯させる。

【００５５】次に、放電灯を調光点灯させる場合の動作
を説明する。

【００５６】制御回路１０は、所定の操作（例えば調光
キーを調整状態となるように操作する等）に基づいてＦ
ＥＴ１６のゲートに昇圧率Ｂとなるように周波数を制御
したスイッチング制御信号ａ１１を供給している。

【００５７】昇圧チョッパ回路１３は、ＦＥＴ１６のゲ
ートに制御回路１０から周波数を制御したスイッチング
制御信号ａ１１が供給されると、出力端子対からＶDC２
の電圧をインバータ１４に供給する。これにより、イン
バータ１４は、発振周波数を高くして放電灯１５を調光
点灯させる。

【００５８】図２は図１の昇圧チョッパ回路１３の回路
効率と出力端子間に発生する電圧との関係を示すグラフ
であり、縦軸に回路効率ηを取り、横軸に昇圧チョッパ
回路１３の出力端子間に発生する電圧ＶDC０を取ってい
る。

【００５９】この図に示すように、電圧ＶDC０が放電灯
を全光点灯させる電圧ＶDC１となった場合に回路効率が
最大値となっている。

【００６０】このような実施例によれば、放電灯を全光
点灯させる場合において昇圧チョッパ回路１３の回路効
率をほぼ最大値とすることができるので、放電灯点灯装
置の消費電力の低減を図ることができる。

【００６１】図３は本発明に係る電源装置の他の実施例
を放電灯点灯装置に適用した場合を示す回路図である。

【００６２】図３において、可変直流電源２１は、商用
交流電源、整流回路及び昇圧チョッパ回路から構成され
ており、直流出力電圧が調整可能になっている。

【００６３】可変直流電源２１の正極側の出力端子は、
インバータ２０の正極側の入力端子に接続され、可変直
流電源２１の負極側の出力端子は、インバータ２０の負
極側の入力端子に接続される。

【００６４】以下、インバータ２０について説明する。
インバータ２０の正極側の入力端子は、ＦＥＴ２２，２
３のドレイン・ソース路の直列接続を介してインバータ
２０の負極側の入力端子に接続される。また、インバー
タ２０の正極側の入力端子は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を介
してインバータ２０の負極側の入力端子に接続される。
一方、入力端子２４には、一定の直流電圧Ｖ２１が導
かれている。この入力端子２４は、抵抗Ｒ２３，ＮＰＮ
トランジスタＴｒ２１のコレクタ・エミッタ路、Ｒ２４
の直列接続を介してインバータ２０の負極側の入力端子
に接続される。ＮＰＮトランジスタＴｒ２１のベース
は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点に接続されている。

【００６５】ＮＰＮトランジスタＴｒ２１のコレクタ
は、電源監視兼調光回路２５の入力端子に接続されてい
る。

【００６６】電源監視兼調光回路２５は、可変直流電源
２１の負極側の出力端子の電位を０ＶとしてＮＰＮトラ
ンジスタＴｒ２１のコレクタの電圧値を検出することに
より、可変直流電源２１がオン状態かオフ状態かの検出
を行い、この検出結果の検出信号ａ２１を作成して駆動
制御回路２６に供給するとともに、前記電圧値を検出結
果に基づいて放電灯２７の調光のレベルを示す調光信号
ｂ２１を作成して制御回路に供給する。

【００６７】駆動制御回路２６は、検出信号ａ２１がオ
ン状態を示す場合、ＦＥＴ２２，２３を交互にオン・オ
フするスイッチング制御信号ｃ２１，ｃ２２を調光信号
ｂ２１に基づいて周波数を制御した状態でそれぞれＦＥ
Ｔ２２，２３のゲートに供給し、検出信号ａ２１がオフ
状態を示す場合、ＦＥＴ２２，２３のゲートに供給する
スイッチング制御信号ｃ２１，ｃ２２を無信号状態にす
る。

【００６８】ＦＥＴ２２，２３の接続点は直流阻止用の
コンデンサＣ２１を介してインバータ２０の一方の出力
端子に接続される。インバータ２０の負極側の入力端子
は、インバータ２０の他方の出力端子に接続される。

【００６９】インバータ２０の主力端子対の間にはイン
ダクタンスＬ２０と放電灯２７の直列接続が接続されて
いる。放電灯２７には始動用のコンデンサＣ２０が接続
されている。

【００７０】このようなインバータ２０の動作を説明す
る。

【００７１】可変直流電源２１がオン状態の場合、ＮＰ
ＮトランジスタＴｒ２１のコレクタの電圧値が０Ｖ以上
の所定値となり、電源監視兼調光回路２５の検出信号ａ
２１がオン状態を示し、駆動制御回路２６は、ＦＥＴ２
２，２３を交互にオン・オフするスイッチング制御信号
ｃ２１，ｃ２２を電源監視兼調光回路２５の調光信号ｂ
２１に基づいて周波数を制御した状態でそれぞれＦＥＴ
２２，２３のゲートに供給し、ＦＥＴ２２，２３を発振
させて高周波電圧をいインダクタンスＬ２０を介して放
電灯２０に供給する。このような状態で、可変直流電源
２１の電源電圧を増大させた場合には、ＮＰＮトランジ
スタＴｒ２１のコレクタの電圧値が増大し、電源監視兼
調光回路２５の調光信号ｂ２１が調光レベルの増大を示
し、駆動制御回路２６は、スイッチング制御信号ｃ２
１，ｃ２２の周波数を低くし、インダクタンスＬ２０の
リアクタンス値を減少させる。これにより、放電灯２７
の管電流が増大し、放電灯２７の光度が増大する。一
方、可変直流電源２１の電源電圧を減少させた場合に
は、ＮＰＮトランジスタＴｒ２１のコレクタの電圧値が
減少し、電源監視兼調光回路２５の調光信号ｂ２１が調
光レベルの低下を示し、駆動制御回路２６は、スイッチ
ング制御信号ｃ２１，ｃ２２の周波数を高くし、インダ
クタンスＬ２０のリアクタンス値を増大させる。これに
より、放電灯２７の管電流が減少し、放電灯２７の光度
が減少する。このため、放電灯２７を全光点灯させる場
合、可変直流電源２１を構成する昇圧チョッパ回路の昇
圧電圧を最大値とし、放電灯を調光点灯させる場合、昇
圧チョッパ回路の昇圧電圧を最大値より低下させるよう
にしている。

【００７２】可変直流電源２１がオフ状態の場合、ＮＰ
ＮトランジスタＴｒ２１のコレクタの電圧値が０Ｖとな
り、電源監視兼調光回路２５の検出信号ａ２１がオフ状
態を示し、駆動制御回路２６は、ＦＥＴ２２，２３のゲ
ートに供給するスイッチング制御信号ｃ２１，ｃ２２を
無信号状態にする。このような状態では、放電灯２７に
は電流が流れず、放電灯２７は点灯しない。

【００７３】このような実施例によれば、抵抗Ｒ２１，
Ｒ２２が可変直流電源２１の出力電圧を分圧し、この分
圧した電圧をＮＰＮトランジスタＴｒ２１のベースに供
給し、ＮＰＮトランジスタＴｒ２１のコレクタ電圧を電
源監視兼調光回路２５が検出するので、電源監視兼調光
回路２５が検出する電圧を十分低いレベルに設定でき、
可変直流電源２１のオン・オフを監視する回路と、可変
直流電源２１の電圧に基づいてインバータ２０の発振周
波数を制御する回路とを一体化することができる。これ
により、放電灯点灯装置の製造コストを低減することが
できる。

【００７４】図４は本発明に係る電源装置のもう一つの
他の実施例を放電灯点灯装置に適用した場合を示す回路
図であり、図１と同じ構成要素には同じ符号を付して説
明を省略している。

【００７５】図４において、可変直流電源３１は、商用
交流電源１１、整流回路１２及び昇圧チョッパ回路１３
から構成されている。

【００７６】可変直流電源３１の正極側の出力端子（昇
圧チョッパ回路１３の正極側の出力端子）は、インバー
タ３０の正極側の入力端子に接続され、可変直流電源３
１の負極側の出力端子（昇圧チョッパ回路１３の負極側
の出力端子）は、基準電位点に接続されるとともに、イ
ンバータ３０の負極側の入力端子に接続される。

【００７７】以下、インバータ３０について説明する。
インバータ３０の正極側の入力端子は、ＦＥＴ３２，３
３のドレイン・ソース路の直列接続を介してインバータ
３０の負極側の入力端子に接続される。また、インバー
タ３０の正極側の入力端子は、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２を介
してインバータ３０の負極側の入力端子に接続されると
ともに、抵抗Ｒ３３，Ｒ３４を介してインバータ３０の
負極側の入力端子に接続される。

【００７８】抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の接続点は、反転アン
プ３４とダイオードＤ３１のアノード・カソード路の直
列接続を介して抵抗Ｒ３３，Ｒ３４の接続点に接続され
る。

【００７９】抵抗Ｒ３３，Ｒ３４の接続点は、非反転の
アンプ３５を介して駆動制御回路３６の入力端子に接続
される。このような接続により、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，
Ｒ３３，Ｒ３４、反転アンプ３４及びアンプ３５は、昇
圧チョッパ回路１３からの直流出力電圧が所定の値以上
なった場合に、昇圧チョッパ回路１３からの直流出力電
圧に比例した電圧を非反転状態で出力端子に導き、昇圧
チョッパ回路１３からの直流出力電圧が所定の値より低
くなった場合に、昇圧チョッパ回路１３からの直流出力
電圧に比例した電圧を、昇圧チョッパ回路１３からの直
流出力電圧が所定の値なった場合の電圧値を軸として反
転させて出力端子に導く電圧変換回路４０を構成してい
る。

【００８０】駆動制御回路３６の入力端子には、アンプ
３５の出力電圧が供給される。

【００８１】駆動制御回路３６は、ＦＥＴ３２，３３を
交互にオン・オフするスイッチング制御信号ｃ３１，ｃ
３２をアンプ３５の出力電圧に基づいて周波数を制御し
た状態でそれぞれＦＥＴ３２，３３のゲートに供給す
る。この場合、駆動制御回路３６は、アンプ３５からの
電圧が増大した場合にスイッチング制御信号ｃ３１，ｃ
３２の周波数を低下させ、アンプ３５からの電圧が低下
した場合にスイッチング制御信号ｃ３１，ｃ３２の周波
数を増大させる。

【００８２】ＦＥＴ３２，３３の接続点は直流阻止用の
コンデンサＣ３１を介してインバータ３０の一方の出力
端子に接続される。インバータ３０の負極側の入力端子
は、インバータ３０の他方の出力端子に接続される。

【００８３】インバータ３０の主力端子対の間にはイン
ダクタンスＬ３０と放電灯３７の直列接続が接続されて
いる。放電灯３７には始動用のコンデンサＣ３０が接続
されている。

【００８４】このようなインバータの動作を図５及び図
６を参照して説明する。

【００８５】図５は図４の昇圧チョッパ回路１３の直流
出力電圧Ｖ３１とアンプ３５の出力電圧Ｖ３２との関係
を示すグラフであり、縦軸にアンプ３５の出力電圧Ｖ３
２を取り、横軸に昇圧チョッパ回路１３の直流出力電圧
Ｖ３１を取っている。

【００８６】全光点灯状態においては、昇圧チョッパ回
路１３の直流出力電圧Ｖ３１はＶａ、アンプ３５の出力
電圧Ｖ３２はＶｂとなっている。全光点灯状態から昇圧
チョッパ回路１３の直流出力電圧Ｖ３１を低い方へ低下
させた場合、所定値となる変曲点までは、抵抗Ｒ３１，
Ｒ３２の接続点の電圧が反転アンプ３４の出力電圧を上
回るので、アンプ３５の出力電圧Ｖ３２が直線的に低下
する。このため変曲点までを調光可能な範囲とし、本実
施例では、昇圧チョッパ回路１３の直流出力電圧Ｖ３１
が変曲点よりも若干高い所を調光点灯状態としている。
変曲点から昇圧チョッパ回路１３の直流出力電圧Ｖ３１
が低い方へ低下した場合、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の接続点
の電圧が反転アンプ３４の出力電圧を下回るので、アン
プ３５の出力電圧が直線的に増大する。このため、昇圧
チョッパ回路１３がブレイクダウン状態になった場合の
出力電圧Ｖ３２は、調光点灯状態と同レベルとなる。

【００８７】図６は図４の昇圧チョッパ回路１３の直流
出力電圧Ｖ３１とインバータ３０の発振周波数ｆ３１と
の関係を示すグラフであり、縦軸にインバータ３０の発
振周波数ｆ３１を取り、横軸に昇圧チョッパ回路１３の
直流出力電圧Ｖ３１を取っている。

【００８８】全光点灯状態においては、昇圧チョッパ回
路１３の直流出力電圧Ｖ３１はＶａ、インバータ３０の
発振周波数ｆ３１はｆｂとなっている。全光点灯状態か
ら昇圧チョッパ回路１３の直流出力電圧Ｖ３１を低い方
へ低下させた場合、所定値となる変曲点までは、インバ
ータ３０の発振周波数ｆ３１が直線的に増加する。変曲
点から昇圧チョッパ回路１３の直流出力電圧Ｖ３１が低
い方へ低下した場合、インバータ３０の発振周波数ｆ３
１が直線的に減少する。このため、昇圧チョッパ回路１
３がブレイクダウン状態になった場合の発振周波数ｆ３
１は、調光点灯状態と同レベルとなる。

【００８９】このような実施例によれば、昇圧チョパ回
路１３が故障してブレイクダウン状態となり、整流回路
１２からの直流出力電圧が昇圧されることなくインバー
タ３０に供給されるようになった場合に放電灯３７が立
ち消えするのを防止することができ、ユーザーに高い印
象を与えることができる。

【００９０】図７は本発明に係る放電灯点灯装置のさら
にもう一つの他の実施例を示す回路図である。

【００９１】図７において、可変直流電源６１は、商用
交流電源、整流回路及び昇圧チョッパ回路から構成され
ており、出力電圧が調整可能になっている。

【００９２】可変直流電源６１の正極側の出力端子は、
インバータ６０の正極側の入力端子に接続され、可変直
流電源６１の負極側の出力端子は、インバータ６０の負
極側の入力端子に接続される。

【００９３】以下、インバータ６０について説明する。
インバータ６０の正極側の入力端子は、ＦＥＴ６２，６
３のドレイン・ソース路の直列接続を介してインバータ
６０の負極側の入力端子に接続される。また、インバー
タ６０の正極側の入力端子は、電源監視回路６４及び調
光回路６５の入力端子に接続されている。

【００９４】電源監視回路６４は、インバータ６０の正
極側の入力端子の電圧値を監視することにより、可変直
流電源６１がオン状態かオフ状態かの検出を行い、この
検出結果の検出信号ａ６１を駆動制御回路６６に供給す
る。

【００９５】調光回路６５は、インバータ６０の正極側
の入力端子の電圧値を検出し、この検出結果に基づいて
放電灯７１，７２の調光のレベルを示す調光信号ｂ６１
を作成して駆動制御回路６６に供給する。

【００９６】駆動制御回路６６は、検出信号ａ６１がオ
ン状態を示す場合、ＦＥＴ６２，６３を交互にオン・オ
フするスイッチング制御信号ｃ６１，ｃ６２を調光信号
ｂ６１に基づいて周波数を制御した状態でそれぞれＦＥ
Ｔ６２，６３のゲートに供給し、検出信号ａ６１がオフ
状態を示す場合、ＦＥＴ６２，６３のゲートに供給する
スイッチング制御信号ｃ６１，ｃ６２を無信号状態にす
る。

【００９７】ＦＥＴ６２，６３の接続点は介してインバ
ータ６０の一方の出力端子に接続される。インバータ６
０の負極側の入力端子は、インバータ６０の他方の出力
端子に接続される。

【００９８】インバータ６０の一方の出力端子は、直流
阻止用のコンデンサＣ６１とフィラメント余熱トランス
７０の一次巻線Ｌ６１を介してインバータ６０の他方の
出力端子に接続される。また、インバータ６０の一方の
出力端子は、直流阻止用のコンデンサＣ６２とインダク
タンスＬ７０を介してバランサ７３の入力端子に接続さ
れる。バランサ７３の第１及び第２の出力端子は、第１
及び第２の放電灯７１，７２を介してインバータ６０の
他方の出力端子に接続される。インダクタンスＬ７０と
バランサ７３との接続点は、コンデンサＣ６３を介して
インバータ６０の他方の出力端子に接続される。

【００９９】放電灯７１のバランサ７３側の電極のフィ
ラメントには、フィラメント余熱トランス７０の第１の
二次巻線Ｌ６２が並列に接続されている。放電灯７２の
バランサ７３側の電極のフィラメントには、フィラメン
ト余熱トランス７０の第１の二次巻線Ｌ６３が並列に接
続されている。放電灯７１，７２のバランサ側とは反対
側の電極のフィラメントの直列接続には、フィラメント
余熱トランスの第３の二次巻線Ｌ６４が並列に接続され
ている。

【０１００】このような実施例によれば、放電灯７１，
７２を起動させる際に、フィラメント余熱トランス７２
が発振し、二次巻線Ｌ６２，Ｌ６３，Ｌ６４からの電圧
により、放電灯７１，７２のフィラメントに電流が流
れ、フィラメントが余熱される。ここで、可変直流電源
６１の出力直流電圧を一定にした状態でインバータ６０
の発振周波数が高くすると仮定した場合、フィラメント
余熱トランスに流れる電流が低下し、フィラメント電圧
は変化せず、回路効率は変化しない。可変直流電源６１
の出力直流電圧を低下しインバータ６０の発振周波数が
高くなった場合、フィラメント電圧は低下する。このた
め、調光点灯時における放電灯のフィラメント電流の増
大を防止でき、放電灯のフィラメントの寿命を向上する
ことができるとともに、深い調光を行った場合にも、明
るさのむらがなく回路効率が向上する。

【０１０１】図８は図１乃至図７の実施例の放電灯点灯
装置のうちいずれか一つを適用した照明装置を示す斜視
図である。

【０１０２】図８において、照明装置１０１は、照明装
置本体１０２のソケット１０３，１０４にそれぞれ放電
灯（この場合、蛍光ランプ）１０５，１０６を取付け、
内部に放電灯点灯装置１０７を収納し、放電灯点灯装置
１０７により放電灯１０５，１０６の点灯を行うように
したものである。

【０１０３】尚、図１乃至図７の実施例においては、イ
ンバータのスイッチング素子としてＦＥＴを用いたが、
ＦＥＴ以外のスイッチング素子、例えば通常のトランジ
スタを用いるように構成してもよい。また、図１乃至図
６の実施例においては、本発明の電源装置の負荷として
放電灯を用いたが、別の負荷、例えば白熱電球を用いて
もよい。さらに、図３の実施例では、電源監視兼調光回
路２５か、ＮＰＮトランジスタＴｒ２１のコレクタの電
圧値を検出するようにしたが、検出信号ａ２１及び調光
信号ｂ２１を作成したが、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点
の電圧を検出して検出信号ａ２１及び調光信号ｂ２１を
作成するようにしてもよい。

【０１０４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、負荷を最
大出力状態にする場合において昇圧チョッパ回路の効率
を向上を図ることができるので、装置の消費電力の低減
を図ることができる。

【０１０５】請求項２記載の発明によれば、可変直流電
源のオン・オフを監視する回路と、負荷を調光するため
に可変直流電源からの直流出力電圧を検出する回路とを
一体化することができるので、装置の製造コストを低減
することができる。

【０１０６】請求項３記載の発明によれば、昇圧チョパ
回路が故障し、整流回路からの電圧が昇圧されることな
くインバータに供給されるようになった場合に負荷が立
ち消えするのを防止することができるので、ユーザーに
高印象を与えることができる。

【０１０７】請求項５記載の発明によれば、調光点灯時
における放電灯のフィラメント電流の増大を防止するこ
とができるので、放電灯のフィラメントの寿命を向上す
ることができるとともに、深い調光を行った場合にも、
明るさのむらがなく回路効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の一実施例を示す回路
図。

【図２】図１の昇圧チョッパ回路の回路効率と出力端子
間に発生する電圧との関係を示すグラフ。

【図３】本発明に係る電源装置の他の実施例を示す回路
図。

【図４】本発明に係る電源装置のもう一つの他の実施例
を示す回路図。

【図５】図４の昇圧チョッパ回路の直流出力電圧とアン
プの出力電圧との関係を示すグラフ。

【図６】図４の昇圧チョッパ回路の直流出力電圧とイン
バータの発振周波数との関係を示すグラフ。

【図７】本発明に係る放電灯点灯装置のさらにもう一つ
の他の実施例を示す回路図。

【図８】図１乃至図７の実施例の放電灯点灯装置のうち
いずれか一つを適用した照明装置を示す斜視図。

【図９】従来の放電灯点灯装置の昇圧チョッパ回路を示
す回路図。

【図１０】従来の放電灯点灯装置のインバータを示す回
路図。

【符号の説明】

１１ 商用交流電源 １２ 整流回路 １３ 昇圧チョッパ回路 １４ インバータ １５ 放電灯 Ｌ１０ インダクタンス

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流する整流回路と、この整
   流回路からの直流出力電圧を昇圧率が調整可能な状態で
   昇圧する昇圧チョッパ回路と、この昇圧チョッパ回路か
   らの直流出力電圧をこの直流出力電圧が増大した場合に
   周波数が減少する高周波電圧に変換して負荷に供給する
   インバータと、このインバータから前記負荷に電流を供
   給する経路に設けられたインダクタとを具備した電源装
   置において、 前記負荷を最大出力状態にする場合の前記昇圧チョッパ
   回路の昇圧率Ａを、１．３５≦Ａ≦１．４５の範囲に設
   定し、該負荷を出力調整状態にする場合の該昇圧チョッ
   パ回路の昇圧率Ｂを、１．１５≦Ｂ≦１．２０の範囲に
   設定したことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 直流出力電圧を電圧値が調整可能な状態
   で出力する可変直流電源と、 この可変直流電源からの直流出力電圧をスイッチング素
   子のオン・オフにより高周波電圧に変換して負荷に供給
   するインバータと、 前記可変直流電源からの直流出力電圧を分圧する分圧抵
   抗と、 この分圧抵抗が分圧した分圧電圧を検出することによ
   り、前記可変直流電源がオン状態かオフ状態かの判定を
   行い、この判定結果のオン・オフ判定信号を作成すると
   ともに、該分圧電圧を検出結果に基づいて負荷の調光の
   レベルを示す調光信号を作成する電源監視兼調光回路
   と、 この電源監視兼調光回路からのオン・オフ判定信号がオ
   ン状態を示す場合、前記スイッチング素子をオン・オフ
   する制御信号を該電源監視兼調光回路からの調光信号に
   基づいて周波数を制御した状態で前記スイッチング素子
   に供給し、該電源監視兼調光回路からのオン・オフ判定
   信号がオフ状態を示す場合、該スイッチング素子をオン
   ・オフする制御信号を無信号状態にする駆動制御回路と
   を具備したことを特徴とする電源装置。
3. 【請求項３】 交流電源を整流する整流回路と、 この整流回路からの直流出力電圧を昇圧率が調整可能な
   状態で昇圧する昇圧チョッパ回路と、 この昇圧チョッパ回路からの直流出力電圧をこの直流出
   力電圧が増大した場合に周波数が減少する高周波電圧に
   変換して負荷に供給するインバータと、 このインバータから前記負荷に電流を供給する経路に設
   けられたインダクタと、 前記チョッパ回路からの直流出力電圧が所定の値以上と
   なった場合に、該昇圧チョッパ回路からの直流出力電圧
   に比例した電圧を非反転状態で出力端子に導き、該昇圧
   チョッパ回路からの直流出力電圧が所定の値より低くな
   った場合に、昇圧チョッパ回路からの直流出力電圧に比
   例した電圧を、該昇圧チョッパ回路からの直流出力電圧
   が所定の値となった場合の電圧値を軸として反転させて
   出力端子に導く電圧変換回路と、 この電圧変換回路の出力端子からの電圧が増大した場合
   に周波数を低下させ、電圧変換回路の出力端子からの電
   圧が低下した場合に周波数を増大させた状態で前記スイ
   ッチング素子をオン・オフする制御信号を前記スイッチ
   ング素子に供給する駆動制御回路とを具備したことを特
   徴とする電源装置。
4. 【請求項４】 前記負荷は放電灯であって、前記負荷の
   入力電源として請求項１〜３のいずれか一つに記載の電
   源装置を用いたことを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 直流出力電圧を電圧値が調整可能な状態
   で出力する可変直流電源と、 この可変直流電源からの直流出力電圧をこの直流出力電
   圧が増大した場合に周波数が減少する高周波電圧に変換
   するインバータと、 このインバータからの高周波電圧が供給される放電灯
   と、 前記インバータから前記放電灯に電流を供給する経路に
   設けられたインダクタと、 前記インバータからの高周波電圧が一次巻線に導かれ、
   二次巻線が前記放電灯のフィラメントに並列に接続され
   たフィラメント余熱トランスとを具備したことを特徴と
   する放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 放電灯は蛍光ランプであることを特徴と
   する請求項４または５に記載の放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか一つに記載の放
   電灯点灯装置と、 この放電灯点灯装置を収納する照明器具本体とを具備し
   たことを特徴とする照明装置。